V Japonsku a jeho okolí dochází k jedné desetině zemětřesení na světě. Protože v Japonsku dochází v průměru k jednomu zemětřesení o síle M7 ročně, trpíme častými zemětřesnými katastrofami již od starověku. První kompilaci historie přírodních katastrof (Sugawara 892) provedl Michizane Sugawara , který byl talentovaným vládním úředníkem ve starověkém statutárním systému Japonska. Zařadil veškerý chronologický obsah šesti národních historických knih do různých položek, jako jsou přírodní katastrofy, zvyky, buddhismus a trestní zákoník. V jeho kompilaci bylo mezi 632 zemětřeseními pociťovanými někde v Japonsku zahrnuto 23 ničivých zemětřesení za období od roku 416 ad do roku 887 ad.
Když v roce 1868 začala fungovat japonská moderní vláda, bylo do Japonska pozváno mnoho zahraničních učitelů, většinou do Tokia (obr. 1). Bylo nevyhnutelné, že vysoká seizmicita v okolí Tokia, kde dochází k citelnému zemětřesení alespoň jednou za několik měsíců, vyvolala u těchto pozvaných zahraničních vědců zájem o zemětřesení. Poté, co v roce 1880 došlo poblíž Tokia k mírnému ničivému zemětřesení, které se nazývalo Jokohamské zemětřesení (M5,8), byla v Tokiu založena první akademická společnost pro výzkum zemětřesení na světě, Seismologická společnost Japonska (SSJ), a to pod vedením Johna Milnea , který přijel učit důlní techniku z Velké Británie, ale v Japonsku se stal seismologem. Prvním prezidentem společnosti byl Ichizo Hattori , který ještě před založením společnosti napsal první moderní práci o historické seismologii (Hattori 1878).
Místa v Japonsku a okolí. Města, okresy a další místa v tomto dokumentu jsou zobrazena
V roce 1891 zničilo zemětřesení Nobi (M8,0) v té době nejmodernější stavby, například cihlové budovy a železniční mosty v okolí Nagoje. Díky úsilí Dairoku Kikučiho a dalších byl v roce 1892 vytvořen Výbor pro vyšetřování zemětřesení a studium historických zemětřesení bylo uvedeno ve druhém z 18 vyjmenovaných bodů činnosti výboru.
Od devatenáctého století pokračuje v Japonsku moderní výzkum historické seismologie. V roce 1984 byla založena Společnost pro studium historických zemětřesení, která nyní sdružuje více než 300 členů a jednou ročně vydává vědecký časopis. Zde stručně shrneme historii japonské historické seismologie a dosažené výsledky v současnosti.
Před zemětřesením v Kantó v roce 1923
První moderní článek o historické seismologii (Hattori 1878) byl inspirován diskusí autora s Heinrichem Edmundem Naumannem , což byl německý geolog. Vzhledem k tomu, že Hattori získal vzdělání samuraje v raném novověku a poté získal bakalářský titul na Rutgers College ve Spojených státech, mohl nejen plynule číst původní historické dokumenty, ale také provádět základní analýzy. Na základě 34 poměrně spolehlivých historických materiálů uvedl 149 ničivých zemětřesení pro období od roku 416 ad do roku 1872.
V téže době napsal Naumann také práci o historických zemětřeseních v Japonsku (Naumann 1878). Brzy po svém příjezdu do Tokia v roce 1875 se zajímal o zemětřesení a shromáždil 20 knih o zemětřeseních, které byly většinou vydány v 18. a 19. století v Japonsku. Pro období od roku 416 ad do roku 1872 uvedl až 213 zemětřesení. Odhadl také oblasti poškození tří velkých zemětřesení, k nimž došlo v polovině devatenáctého století. Vzhledem k tomu, že knihy, které použil, byly většinou sestaveny v éře Edo, bylo samozřejmostí, že jeho seznam byl více kontaminován padělky a duplicitami než Hattoriho. Ten se pro období starověku a středověku opíral pouze o sekundární materiály, aniž by si to uvědomoval. Nicméně diskuse, kterou vedl o historické seismologii v tomto spise, názorně ukázala jeho vědecký talent stejně jako jeho práce o geologii. Po založení SSJ Milne (1881, 1882) uvedl 366 zemětřesení pro období od roku 295 př. n. l. do roku 1872 n. l. z 64 dokumentů. Jeho seznam však spíše ustupoval Hattoriho a Naumannovu seznamu, protože jej sestavil bez rozlišení mýtů a faktů a bez konzistence mezi materiály.
Hatasu Ogasima rovněž sestavil seznam historických zemětřesení (Ogashima 1894). Byl inženýrem Báňského úřadu, ale jeho šéf ho poslal na Statistický úřad, aby se zotavil z plicní tuberkulózy. Vzhledem k tomu, že Historický úřad byl vedle Statistického úřadu, intenzivně pročetl 213 původních historických dokumentů, které do té doby Historický úřad shromáždil, a sestavil dvě knihy: Dějiny potravin Japonska a Dějiny katastrof Japonska. Byl „Sugawara éry Meidži“. První úředníci vlády Meidži jako Hattori a Ogašima měli základní kulturní vzdělání v oblasti čínských a japonských klasiků raného novověku a v době dospívání navíc vyšší vzdělání na Západě. Potřebné schopnosti pro historickou seismologii si osvojili zcela přirozeně.
Když byl v roce 1892 založen Výbor pro vyšetřování zemětřesení, byl Minoru Tayama , který byl historikem a pracovníkem Historického úřadu, pověřen sestavením historických materiálů týkajících se zemětřesení z dokumentů shromážděných pro národní historiografii. Vydal 1201 stran historických záznamů o zemětřeseních ze 465 hlavních historických dokumentů, které do té doby získal (Tayama 1904). Tyto stránky vytištěné knihtiskem jsou dnes dešifrovatelné v OCR. Protože Seikei Sekiya , který byl prvním profesorem seismologie na světě, dohlížel na Tayamovo sestavování, zanechal po sobě seznam zemětřesení (Sekiya 1899). Sekiyův seznam ve skutečnosti dokončil Fusakiči Omori , a obsahuje 1898 citelných zemětřesení za období od roku 416 ad do roku 1865. Poté, co Tayama dokončil kompilaci, Omori (1913, 1919) vybral 166 velkých zemětřesení za období od 416 ad do roku 1872 a shrnul škody těchto velkých událostí.
Po zemětřesení v Kantó 1923
Když zemětřesení v Kantó 1923 (M7.9) vážně poničilo Jokohamu a Tokio, Kinkichi Musha , který byl středoškolským učitelem angličtiny a podílel se na sestavování slov pro anglicko-japonský slovník, změnil cíl své sbírky z anglických slov na historické materiály týkající se zemětřesení. Od roku 1928 podporoval Mušovu snahu Torahiko Terada , který byl slavným fyzikem a esejistou. Terada se zasloužil o založení Ústavu pro výzkum zemětřesení (ERI) a byl považován za láskyplného otce mladých vědců v ERI. Po Teradově smrti sponzoroval Mushu Akitsune Imamura. Informace shromažďoval především z dokumentů dostupných v císařské knihovně Ueno v Tokiu, kde byla většina historických materiálů shromážděna z bývalých klanových kolejí pro samuraje v éře Edo. Svou kompilaci doplnil o Tayamovu a vydal je mimotiskem. První svazek (Musha 1941) vyšel ještě před začátkem války v Tichomoří a jeho kvalita nebyla špatná. Kvalita tisku a papíru druhého a třetího svazku (Musha 1943a, b) byla velmi špatná kvůli nedostatku zásob v Japonsku, a to i dva roky před koncem války. Jeho interpretace je často velmi obtížná i v původním tisku.
Zemětřesení ve Fukui v roce 1948 (M7,1) způsobilo v povodí řeky Fukui ničivé škody. Generální štáb, vrchní velitel spojeneckých sil (GHQ), začal věnovat pozornost zemětřesením v Japonsku. Takahasi (1951) odhadl riziko tsunami podél tichomořského pobřeží Japonska a Kawasumi (1951) očekával maximální zrychlení v důsledku zemětřesení pro nadcházející století. K jejich studiím byl nezbytný katalog historických zemětřesení. GHQ vybídla Mushu, aby zveřejnil katalog historických zemětřesení. Poprvé po Imamurově smrti získal Musha prostředky na vydání posledního svazku své kompilace knihtiskem (Musha 1951c). V tomto svazku Musha doplnil seznam 8953 citelných zemětřesení a erupcí v Japonsku a Koreji za období od 2. ad do roku 1867 a seznam 190 ničivých zemětřesení v Japonsku za období od 599 ad do roku 1872. Vydal také katalog 257 historických zemětřesení v Japonsku a okolí za stejné období, který zanechal Imamura, v mimografických tiscích (Musha 1950a, b, c, d, e, f, 1951a, b, 1953a, b). Kawasumi (1951) tento katalog upravil a použil 251 historických zemětřesení. Mezi těmito událostmi odhadl 167 epicenter a 236 magnitud své stupnice (Mk) (obr. 2, 3).
Počet historických zemětřesení uvedených v každé práci. 1951 w/epi a 2013 w/epi ukazují počet zemětřesení, jejichž epicentra byla odhadnuta v Kawasumi (1951), resp. v Usami et al. (2013). Každé číslo udává počet událostí ze starověkého , středověkého , resp. raně novověkého období. Z politického hlediska skončilo raně novověké období Japonska v roce 1868. Jako poslední rok historických zemětřesení v Japonsku se však obvykle používá rok 1872, protože k tomuto roku potřebujeme převod lunárního kalendáře na gregoriánský. Vláda Meidži přešla na sluneční kalendář z lunárního počátkem roku 1873
Rozložení epicenter ničivých zemětřesení v Japonsku od roku 679 ad do roku 1872 v posledním Usamiho seznamu a Kawasumiho seznamu. Červené kroužky jsou epicentra 214 událostí Usamiho et al. (2013). Modré kruhy jsou epicentra 167 událostí v Kawasumiho (1951). Mk je převedeno na obvyklou magnitudu (M)
Po zemětřesení v Niigatě v roce 1964
Zemětřesení v Niigatě v roce 1964 (M7,5) zničilo nové mosty přes řeku Shinano včetně velkého mostu Showa, který byl dokončen pouhé 2 týdny před zemětřesením, zatímco most Bandai postavený v roce 1929 přežil. Toto zemětřesení nejenže podnítilo vznik systému pojištění proti zemětřesení pro bydlení v Japonsku, ale také podnítilo zahájení programu výzkumu předpovědi zemětřesení navrženého v roce 1963. V roce 1965 byl zahájen japonský program předpovídání zemětřesení s malým rozpočtem.
V roce 1976 Katsuhiko Ishibashi na základě studie o zemětřesení Ansei Tokai z roku 1854 (M8,4) varoval, že v okolí zálivu Suruga hrozí velké zemětřesení (Ishibashi 1976). Jeho varování posunulo historickou seismologii mezi důležité body programu. Poprvé po 70 letech od doby, kdy Tayama dokončil svou kompilaci, začala sběrná činnost historických dokumentů o zemětřeseních pro seismology ve spolupráci s Historiografickým úřadem Tokijské univerzity. Vedením byl pověřen Tatsuo Usami z ERI. Ačkoli byl teoretickým seismologem, energicky shromažďoval množství místních dokumentů dochovaných ve starých skladech bývalých vesnických pohlavárů a velkých obchodníků v raném novověku. Shromážděné materiály publikoval knihtiskem (ERI 1981, 1982a, b, 1983a, b, 1984a, b, 1985a, b, 1986a, b, 1987a, b, 1988, 1989a, b, 1993, 1994). Vydal také obsáhlý seznam japonských ničivých zemětřesení jednou za deset let od roku 1975 (Usami 1975, 1987, 1996, 2003, 2013; obr. 2, 3). V jejich sestavování pokračoval a publikoval je ve stejné podobě (Usami 1998, 1999, 2002, 2005, 2008, 2012) i po svém odchodu do důchodu.
Hromadění sestavených historických materiálů od Tayamy (1904) po Usamiho (2012) má nyní 27 759 stran v 35 knihách tištěného stylu. Současní japonští seismologové nemusí při průzkumu historických zemětřesení zápasit se čtením kurzivního písma ani znaků řádkového formátu. Když však výzkum vyžaduje kritiku materiálu, musíme se vrátit k originálu.
Velké množství raně novověkých historických materiálů týkajících se zemětřesení umožnilo Itoko Kitaharovi založit studium historie katastrof, což je humanitní výzkum procesu sociální rekonstrukce po historických katastrofách a dopadu katastrof na společnost. Zjistila, že po katastrofě se na chvíli objevil ráj pro přežití chudých lidí, protože jejich panovník v raném novověku připravil nouzové potraviny a bydlení (např. Kitahara 1983). Ičiro Kayano se pustil do analýzy menších zemětřesení s využitím místních materiálů shromážděných Usamim (Kayano 1987). Zatímco slavná velká zemětřesení byla opakovaně analyzována různými badateli, na menší události zapomněla i místní společnost. Místní materiály umožňují odhalit detaily takové menší události.
Takahiro Hagiwara zavedl interdisciplinární výzkum pro vývoj historické seismologie. Vytvořil skupinu odborníků, kteří se kromě seismologie zabývali také historií, geologií, geografií a inženýrstvím. Materiální kritika ze strany historiků a kontroly stop ze strany geologů a geografů byly účinné zejména u některých starověkých a středověkých zemětřesení. Odhalily, že některé události jsou falešné. Revidovali epicentra a magnitudy některých historických zemětřesení (např. Hagiwara 1982, 1989, 1995). Pro období starověku a středověku vytvořil Ishibashi (2009) v roce 2003 interdisciplinární skupinu seismologů, vulkanologů, historiků a informatiků, která provedla rektifikaci 683 stran prvního dílu Mushovy kompilace (Musha 1941) a vložila je do databáze dostupné prostřednictvím webu. Přestože databáze nebyla dokončena a neobsahuje kompilace jiných autorů, je nyní na internetu k dispozici její beta verze.
Po katastrofě zemětřesení Hanshin-Awaji v roce 1995
V roce 1995 se aktivovala část aktivní zlomové skupiny hory Rokko a zemětřesení o síle M7,3 způsobilo ničivou katastrofu v Kóbe a okolních městech. Při vládě (nyní při japonském ministerstvu školství, kultury, sportu, vědy a technologie) bylo zřízeno ústředí pro podporu výzkumu zemětřesení (HERP): MEXT), aby vyhodnocovalo seismické nebezpečí v celém Japonsku. Začali posilovat různá seismická a geodetická pozorování po celé zemi. Seismické intenzity stupnice JMA (obr. 4) se nyní měří po celé zemi na více než čtyřech tisících místech. Vzhledem k tektonickému uspořádání Japonska (obr. 5) se v Japonsku a jeho okolí vyskytují zemětřesení různých typů v různých hloubkách. Současné husté údaje o seismických intenzitách v Japonsku nám poskytují užitečné informace o rozložení seismických intenzit pro zemětřesení známého místa, typu a hloubky (obr. 6). To nám umožňuje nejen rozlišit hloubku a typ zemětřesení, ale také odhadnout příslušné magnitudo s přihlédnutím k vlivu struktury na rozložení seismické intenzity.
Vztah mezi stupnicí seismické intenzity JMA a modifikovanou Mercalliho stupnicí intenzity (upraveno podle Utsu 1966). Naměřená hodnota uprostřed je výstupem měřiče seismické intenzity (např. JMA 2016). Výstup seismického měřiče intenzity je až na jedno desetinné místo. Podrobné vysvětlení stupnice seismické intenzity JMA v angličtině je v JMA (2016)
Různé typy a hloubky zemětřesení v Japonsku a okolí. Velmi mělká zemětřesení se vyskytují na aktivních zlomech nebo v blízkosti vulkanicky aktivních oblastí. Na aktivním zlomu v Japonsku dochází k zemětřesení o síle M7 přibližně jednou za 1000 let až několik tisíc let. Mělká meziplošná zemětřesení tahového typu se vyskytují na hranicích desek podél příkopů a žlabů u tichomořské strany Japonska. Na jednom z těchto úseků dochází k zemětřesení o síle M8 přibližně jednou za 100 let až několik set let. V blízkosti vnějšího zdvihu oceánské desky se v malé hloubce vyskytují zemětřesení typu normálních zlomů uvnitř desky. Vnitroplošná zemětřesení ve středních hloubkách se vyskytují v subdukční desce těsně pod Japonským souostrovím. Vzhledem k tomu, že pokles napětí při vnitroplošném zemětřesení je větší než při meziplošném zemětřesení, jsou ve vzdálených místech pociťovány silnější krátkoperiodické vlny
Příklady rozložení seismických intenzit pro různé typy a hloubky zemětřesení podobných magnitud. a Příklad meziplošného mělkého zemětřesení (16. srpna 2005 M7,2). b Příklad vnitroplošného zemětřesení ve střední hloubce (26. května 2003 M7,1). c Příklad velmi mělkého zemětřesení (14. června 2008 M7,2). Velikost oblasti JMA intenzity 5 a větší v případě a je téměř stejná jako v případě c, zatímco v případě b je mnohem větší, ačkoli magnitudo události v případě b je nejmenší. V případě a a b zasahují oblasti intenzity JMA 3 a větší do příkopového paralelního směru (svislý směr na obrázku), protože vysokofrekvenční vlny se šířily skrz desku. Přestože intenzity v místech v blízkosti zdrojové oblasti jsou v c nejvyšší, oblasti nižších intenzit byly menší než v a a b. Oblast intenzity 2 v a v jihozápadní části Japonska je největší. Všechny tyto vlastnosti odrážejí rozdíl ve velikosti poklesu napětí v závislosti na typu seismického zdroje, rozdíl ve struktuře, kterou se seismické vlny šířily, a rozdíl v rychlosti změny hypocentrálních vzdáleností na zemském povrchu v důsledku hloubky zdroje
Historickým zemětřesením byla přiřazena epicentra a magnitudy pouze z jednoduchých izoseismických map. V rámci propagace programu HERP jsme začali systematicky analyzovat historická zemětřesení s cílem vytvořit katalog epicenter a magnitud pomocí hustých dat seismických intenzit nashromážděných po roce 1995. Pokud se nám podaří přesně identifikovat jednotlivá místa seismických intenzit historického zemětřesení zanechaná v historických dokumentech, můžeme odhadnout hloubku a typ této události porovnáním s rozložením seismických intenzit nedávných podobných událostí. Od roku 1997 jsme shromáždili přesné seismické intenzity pro 169 cílových ničivých zemětřesení, k nimž došlo od roku 1586 do roku 1884, tedy od počátku raného novověku do zahájení moderního měření seismických intenzit vládou Meidži. Pro 134 zemětřesení, což jsou čtyři pětiny cílových událostí, jsme již odhadli seismické intenzity na 8700 místech (obr. 7). Kromě míst jsme u mnoha zemětřesení odhalili také poškozené oblasti. Díky těmto údajům jsme odhadli magnitudy, epicentra a hloubky 134 událostí (obr. 8).
Odhad seismických intenzit 8700 míst pro 134 zemětřesení v období 1586-1872. Použita je stupnice intenzity JMA (0-7, obr. 4). Hypocentra těchto událostí jsou zobrazena na obr. 8
Hypocentra 134 zkoumaných zemětřesení v období 1586 až 1872. U událostí o síle M7,5 nebo větší jsou zobrazeny zdrojové oblasti s výjimkou událostí z let 1605 a 1614, jejichž zdrojové oblasti jsou nejasné a předběžná epicentra byla zobrazena ve východní části koryta Nankai. Velikost symbolu je větší pro větší M. Barva symbolu je teplejší pro mělčí událost
Přesné zkoumání rozložení intenzity některých velkých historických zemětřesení odhalilo důležité rozdíly mezi některými meziplošnými velkými zemětřeseními, o nichž se předpokládalo, že se opakují ve stejné zdrojové oblasti, a která byla považována za typická charakteristická zemětřesení. Předpokládalo se, že ohnisková oblast zemětřesení Taisho Kanto z roku 1923 (M7,9: názvy japonských velkých zemětřesení viz „Dodatek“) je západní podmnožinou ohniskové oblasti zemětřesení Genroku z roku 1703 (M8,1). Intenzity v jihozápadním Japonsku a místech na poloostrově Izu z roku 1703 jsou však menší než v roce 1923. Odhalili jsme, že nejzápadnější část zdrojové oblasti z roku 1923 se v roce 1703 nepohnula (obr. 9; Matsu’ura a Nakamura 2016). Ohnisková oblast zemětřesení Hoei z roku 1707 (M8,6) byla považována za prostý součet ohniskových oblastí zemětřesení Ansei Tokai (M8,4) a Ansei Nankai (M8,4) z roku 1854. Avšak menší intenzity v okolí zálivu Suruga vedle menších intenzit v okrese Kanto v roce 1707 ukazují, že otřesy v těchto oblastech jsou slabší než v roce 1854, ačkoli magnitudo události z roku 1707 je větší (obr. 10; Matsu’ura et al. 2011a, b). Pohyby zemské kůry v oblastech východně od jezera Hamana a v jihozápadní části Šikoku byly v roce 1707 také menší než v roce 1854 (např. Shishikura a Namegaya 2011; Matsu’ura et al. 2011a, b). Západní a východní konec ohniskové oblasti zemětřesení Hoei z roku 1707 se liší od obou konců kombinované oblasti dvou zemětřesení Ansei z roku 1854. Tyto příklady nám říkají, že i takovéto velké meziplanetární události se pokaždé nevyskytují v úplně stejné zdrojové oblasti. Skutečné ohniskové oblasti se liší v závislosti na čase. Měli bychom být velmi opatrní při přípravě na příští událost a neměli bychom očekávat, že se příště vyskytnou pouze stejné jevy některých historických událostí.
Rozložení intenzity zemětřesení Genroku 1703 (M8,1) a zemětřesení Taisho Kanto 1923 (M7,9). K oběma zemětřesením došlo podél koryta Sagami. Intenzity z roku 1703 podle Matsu’ura a Nakamura (2016) a intenzity z roku 1923 podle JMA (1969). Intenzity na západě poloostrova Izu jsou zřejmě menší než v roce 1923. Intenzity v oblastech kolem Kjóta a Ósaky z roku 1703 jsou také menší než intenzity z roku 1923, i když bereme v úvahu rozdílnost dob výskytu těchto událostí. Názvy míst a zemětřesení viz obr. 1 a „Příloha“
Rozložení intenzity zemětřesení Hoei 1707 (M8,6) a zemětřesení Ansei Tokai 1854 (M8,4) a Ansei Nankai (M8,4). K těmto zemětřesením došlo podél koryta Nankai. Intenzity z roku 1707 jsou podle Matsu’ura et al. (2011a, b) a intenzity z roku 1854 jsou odhadované intenzity 4 a větší pro regiony, jako jsou města a obce (Usami a Daiwa 1994), namísto přesných míst. Pro rok 1854 jsou větší intenzity zemětřesení Tokai nebo Nankai vyneseny v horní vrstvě. Názvy míst a zemětřesení viz obr. 1 a „Příloha“
.
Napsat komentář